曲线重构技术在伦坡拉盆地储层预测中的应用

刘海涛 何志勇

(中国石化勘探分公司， 成都 610041)

0 前 言

伦坡拉盆地是我国西藏地区目前唯一获得工业油气流的盆地，油气地质条件较好[1-2]。现有资料表明，区内主要勘探目的层 —— 始新统牛堡组(E2n)的碎屑岩储层呈现低孔、低渗及薄互层特征[3-4]。由于区内钻井数量较少，且不同岩性的声波时差测井响应区分度较差，因此直接通过波阻抗反演预测储层的效果不佳。只有采用有效的储层预测方法，才能进一步提升盆地油气勘探水平。

用于储层预测时，传统波阻抗反演方法分辨率低、多解性强，已不能适应陆相湖盆碎屑岩类储层岩性复杂且普遍致密化的特征。经过研究改进，目前逐渐发展起来的特征曲线重构反演技术具有较强的适用性，可用于陆相湖盆碎屑岩类储层预测[5-6]。而且，在一些陆相湖盆深层复杂碎屑岩储层预测中应用了该技术[7-9]，效果良好。但是，相关技术尚未应用于伦坡拉盆地的储层预测。为了进一步指导伦坡拉盆地内古近系的油气勘探工作，本次研究以始新统牛堡组为例，通过拟声波测井曲线重构开展波阻抗反演，进而预测盆内有利储层的分布。

1 研究区地质概况

伦坡拉盆地位于藏北高原，在大地构造上位于班公湖 — 怒江缝合带南侧。盆地面积约3 600 km2，沿东西向狭长带展布，其中东西长约220 km，南北宽15～20 km[10-11]。

研究区牛堡组的砂砾岩储层和凝灰质泥 — 粉晶白云岩储层是盆地有利地层的2种主要储层类型。其中，砂砾岩储层在牛堡组二段和三段沉积中发育，以扇三角洲平原砂体、扇三角洲前缘砂体和滨浅湖滩坝砂体为主，而白云岩储层主要在云坪沉积中发育[3]。研究表明，近岸水下扇和滨湖砂坝储层物性相对较好，孔隙度平均为8.51%，渗透率平均为0.25×10-3μm2，储集空间类型以残余孔隙为主，整体上呈特低孔、特低渗特征[12]。储层致密化的主要原因是，原始的混积环境中岩石抗机械压实能力较弱，以及中 — 晚成岩期碳酸盐岩的胶结作用强烈[13]。

2 储层岩性地球物理响应特征

储层岩性地球物理响应特征分析是储层预测工作的基础[14-15]。其基本过程是：首先，根据合成记录对储层段进行精细标定，明确储层的地震反射特征；然后，对储层岩性与测井数据进行交会分析，从而得到反演储层岩性的敏感曲线与测井响应特征。

2.1 地震响应特征

地震资料主频分析结果显示，研究区地震主频在25 Hz左右。在此，选择与地震主频相匹配的子波及测井资料对W2井进行一维正演模拟，进而分析其中砂泥岩的响应特征(见图1)。

图1 W2井砂泥岩合成记录与地震响应特征

其中，E2n3-1亚段地层较薄，平均厚度仅约 22.2 m；同时，该亚段中部以泥岩为主，底部与E2n2-3亚段顶部共同发育一套砂岩，两者的波阻抗界面比较清晰，地震特征振幅较强。在其他层段内，E2n2-3与E2n2-2亚段内部的砂泥岩界面相对较明显。整体上，正演分析结果中的地震波峰与牛堡组录井岩性资料中泥岩、砂岩相对发育段界面的变化基本吻合，但各地震轴的振幅强度有一定差异。同时，过W1井、XL2井及W2井的实际地震剖面分析结果也表现出类似特征。

分析认为：在E2n3-1、E2n2-2亚段白云岩相对不发育的情况下，中高地震振幅区为砂岩相对发育区；在白云岩较发育的情况下，中高振幅区为砂岩或白云岩混合发育区。

2.2 测井响应特征

伦坡拉盆地的早期钻井主要分布在研究区南北两侧推覆带内，钻井深度较浅，测井质量不高，地震资料品质相对较差。在此，利用区内W1井、W2井、XL2井等3口重点井的最新钻井资料开展测井响应研究，其岩性与测井数据的交会分析结果如图2所示。

图2 重点井的岩性与测井数据交会图

在岩性-声波测井交会图上，含砾砂岩、砂岩、泥岩和白云岩的速度值区间基本重叠。这表明原始测井波阻抗对砂岩的敏感性不足，难以直接利用波阻抗来区分岩性及识别砂岩。在岩性-伽马测井交会图上，砂岩、含砾砂岩、泥岩及白云岩的区分度得到了显著提高。

3 基于曲线重构的地震反演预测

测井曲线重构技术可用于解决常规波阻抗反演无法有效识别储层的问题。其基本原理是：首先，根据储层的测井响应特征优选与含流体砂层密切相关的测井曲线；然后，将原始声波曲线中反映地层速度的低频信息与对储层比较敏感的非声波测井曲线的高频信息进行融合，从而绘制成新的声波曲线[16-18]。

3.1 曲线重构方法及其效果

伽马曲线用于识别该区储层岩性的效果优于声波曲线，因此可用来进行曲线重构。曲线重构的基本方法是：首先，统计伽马曲线和声波曲线的关系，构建回归模型，并将其转换为具有声波量纲的新曲线；然后，利用小波多尺度分解技术从原始声波曲线中提取可反映地层速度的低频信息；最后，应用融合技术构建具有声波量纲的拟声波曲线。基于上述3口重点井的钻井资料完成了曲线重构，其测井曲线如图3所示。可以看出，拟声波曲线既保留了原始声波曲线的形态，又具备较高的分辨率，可满足储层岩性识别的要求。

图3 3口重点井的重构测井曲线对比

根据重点井的拟声波曲线计算并对比其波阻抗的数值范围，结果显示：E2n3-1与E2n2-2亚段的平均波阻抗有一定差异，前者的平均波阻抗略低。在E2n2-2亚段，泥岩的波阻抗介于8.5～13.5(kg·m)/(cm3·s)，白云岩的波阻抗介于9.8～14.5(kg·m)/(cm3·s)，砂岩、含砾砂岩的波阻抗介于12.5～17.0 (kg·m)/(cm3·s)。在E2n3-1亚段，泥岩的波阻抗介于8.5～13.0(kg·m)/(cm3·s)，砂岩的波阻抗介于12.0～16.0(kg·m)/(cm3·s)，白云岩的波阻抗介于8.5～13.5(kg·m)/(cm3·s)，均低于E2n2-2亚段。

从拟声波曲线来看，E2n3-1、E2n2-2亚段内的砂岩或含砾砂岩普遍具有高速、高阻抗特征，而泥岩、白云岩则相对具有低速、低阻抗特征。与原始曲线相比，拟声波曲线能用于更好地区分砂泥岩及白云岩。拟声波阻抗与岩性的交会情况如图4所示。

图4 拟声波阻抗与岩性交会图

3.2 重构曲线波阻抗反演

构造精细解释初始模型，通过模型反演得到叠后反演纵波阻抗数据体。根据前述分析，经伽马曲线拟声波处理后的砂岩储层波阻抗值偏大，这为通过波阻抗反演剖面识别有利储层提供了理论依据。

以上述重点井为例识别过各井测线的波阻抗反演剖面，结果如图5所示。其中，红 — 黄等暖色调表示波阻抗较大的砂岩储层，绿 — 深蓝等冷色调表示波阻抗较小的泥岩或白云岩等其他岩性。反演结果与钻井资料基本吻合，且其精度与分辨率高于传统反演方法。其中，XL2井E2n2-2亚段发育多套砾岩，砂岩体积分数平均达到35%，整体波阻抗较大；W1井在该亚段的砂岩体积分数平均不到10%，两井在该段的波阻抗差异明显。3口井在E2n2-2亚段的过井反演结果与实测结果基本吻合，纵向上分辨率相对较高，横向上岩性的变化在波阻抗反演剖面上显示得较为清晰，储层形态特征比较明显。

图5 过XL2井 — W1井测线的波阻阬反演剖面

3.3 有利储层岩性展布预测

根据已钻井测井曲线，E2n2-2亚段的岩性分类以波阻抗阈值13.0(kg·m)/(cm3·s)为标准：当波阻抗大于13.0(kg·m)/(cm3·s)时，岩性为砂岩；反之，岩性为泥岩或白云岩等。E2n3-1亚段的砂岩相对发育不充分，岩性较纯的砂岩较少。钻井资料显示，在W1井、XL2井的E2n3-1亚段底部共发育一套粗砂岩或砂砾岩，而在W2井的E2n3-1亚段底部发育一套粉砂岩，单一岩性样本点数量较少。整体上，E2n3-1亚段泥岩、白云岩的平均波阻抗低于E2n2-2亚段，因此，其砂岩的波阻抗分类阈值也略低于E2n2-2亚段，取12.5(kg·m)/(cm3·s)。在此基础上，利用反演数据点计算所有砂岩样点的累计总数，并与该层段地层总样点数进行对比，求得目的层段的砂岩体积分数。

前期沉积相研究表明，在E2n2— E2n3段沉积期，伦坡拉盆地南北两侧主要为扇三角洲沉积，盆地中央为半深湖 — 滨浅湖沉积，整体上呈现南北两侧砂岩含量高、中央凹陷区泥岩含量高的特征。

预测结果显示(见图6)，E2n2-2段的砂岩含量总体上与地质认识相吻合，在凹陷南北两侧存在砂岩含量高值区。在北部XL8井，砂岩的平均体积分数约为35%；在南部XL2井，砂岩的平均体积分数可达到38%；在更靠近凹陷南侧物源的C10井，砂岩的平均体积分数接近70%，从凹陷南北两侧向深凹砂岩含量快速降低，深凹处砂岩的平均体积分数仅为7%。另外，在凹陷中东部W2井及其以南、凹陷西部XL3井以北区域内，砂岩的平均含量相对较高，最大体积分数分别为30%、25%；而在凹陷西南部，明显出现两处砂岩含量局部高值区，砂岩的平均体积分数在10%以上。

图6 伦坡拉盆地E2n2-2段砂岩含量预测平面图

4 结 语

本次研究是以伦坡拉盆地牛堡组为例，运用曲线重构技术针对有利储层预测问题进行波阻抗反演。牛堡组砂岩储层在地震响应资料上主要表现为中 — 高振幅反射特征。测井资料分析结果表明，利用声波时差区分储层岩性的效果较差，利用伽马曲线区分储层岩性的效果较好。利用伽马曲线对储层岩性敏感的特点，通过拟声波曲线重构开展波阻抗反演，有效地改善了牛堡组复杂薄层储层的反演效果和精度，储层预测结果与实钻井的资料基本吻合。经过分析，明确了研究区有利储层的岩性展布情况：纵向上牛二段中亚段砂岩发育较充分;平面上盆地南北部砂岩发育相对充分，随着向凹陷中部延伸砂岩含量逐渐降低。